Лазер чистка машиналары менен кайсы материалдар жана беттерди тазалоого болот?(1)

Лазер Чистка Принциптери

Лазер менен тазалоо импульстуу лазердики сәулө жана материалдын бети ортосундагы башкарылган өз ара аракетке негизделген. Бул механикалык контакт, абразив же химикаттар колдонбостон оксиддер, боёктор, май, калдыктар сыяктуу керексиз катмарларды жок кылат. Тазалоо процесси фото-термалдык жана фото-механикалык эффекттер деп аталган эки негизги физикалык механизм аркылуу иштейт жана булардын баары лазердин иштөө параметрлерине байланыштуу. Негизги материалдын бүтүндүгүн коргоо менен тазалоонун эффективдүүлүгүн камсыз кылуу үчүн бул принциптерди жакшы билүү зарыл.

Лазер менен тазалоонун физикалык механизмдери

Фото-термалдык механизм

Фото-термалдык эффект изилетилген жылуулукка негизделет. Лазер нуру бетке тийгенде, ластануу катмары лазер энергиясын жутуп, тез арада жылынат. Бул жылуулук:

Катмарлардын бөлүнүп чыгышына алып келет.

Ластануучу материалдын бууланышы же пиролизи.

Балкып, кайрадан катуулашып, подложкага бекитилүүнү жумшартат.

Бул механизм кийинки катмарга салыштырмалуу тандоо буйлап лазер узундугунда оптикалык жуткунучусу жогорку болгон чачында эң натыйжалуу болот. Мисалы, кара же боёк металлдын өзүнө караганда инфракызыл толкун узундугун жакшы жуткунушу мүмкүн.

Фото-механикалык механизм

Фото-механикалык процесске ультра кыска лазер импульстары (адатта пикосекунд же фемтосекунд) энергияны ушунчалык тез берет, андан теплолук өткөрүм минималдуу болот. Кыздыруу ордуна, күчтүү энергия төмөнкүлөрдү тударат:

Чачындын бетинде тез пласма түзүлүшү же микробузулуштар.

Чачындарды физикалык жол менен айдалып чыгарган шок толкунунун түзүлүшү.

Коррозия же углерод чөктүмдөй сынгыч катмарлардагы кернешилишкен трещинкалар.

Бул механизм иристиналык консервациялоо же микроэлектроника сыяктуу жылуулукту минимумга тийгизүү зарыл болгон сезимтал катмарлар үчүн идеалдуу.

Негизги лазер параметрлери

Лазер менен тазалоонун натыйжалуулугу жана коопсуздугу бир нече лазер параметрлеринин туура бапталышына күчтөө тиешелүү:

Толкун узундугу

Лазердин толкун узундугу ластануучу жана негизги материалга канча энергия жутулганын аныктайт. Кеңири колдонулган толкун узундуктарына мындалар кирет:

1064 нм (Инфракызыл): Металлдар менен оксиддер үчүн жарамдуу.

532 нм (Жашыл): Бояткычтар менен бояр боёктору үчүн дагы эффективдүү.

355 нм же 248 нм (УК): Органикалык жана полимер негиздеги ластануулар үчүн эң жакшысы.

Ластануу үчүн тандоо максаты – ластануучу тарабынан күчтөө жутулган, бирок негизги материал тарабынан слабо жутулган толкун узундугун тандоо.

Импульстун узактыгы

Импульс узактыгы энергияны которуунун чапташтыгына жана ынтымжылыгына таасир этет:

Наносекундадагы импульстар: Орто термалык таасир; жалпы тазалоого жарамдуу.

Пикосекунда/Фемтосекунда импульстары: Эң так, минималдуу термалык диффузия; сезгичкээк беттер үчүн идеалдуу.

Кыска импульстар жылуулук таасиринде болгон аймактарды кичирейтет жана тазалоонун изилделишин жакшыртат.

Импульс энергиясы жана кайталануу жыштыгы

Импульстук энергия (миллижоулдордо же жоулдордо өлчөнөт): Ар бир импульстун бир учурундагы берилген энергиянын көлөмүн аныктайт. Бийик энергия калың же бекем катмарларды жок кылуга мүмкүндүк берет, бирок материалдын негизине зыян келтирүүнүн коркунучун күчөйт.

Кайталануу чени (Гц же кГц менен өлчөнөт): Импульстардын жиберилүү жыштыгын башкарат. Жогорку кайталануу чени тазалоону тездетет, бирок убакыт ылдый башкарылбаса, жылуулук жыйналышына алып келет.

Тапчык Өлчөмү жана Бириктирилиши

Тапчык өлчөмү чечкичтиктикке жана интенсивдүүлүккө таасир этет. Кичине тапчыктар так иштөөгө мүмкүндүк берет, ал эми чоң тапчыктар кеңири аймактарды тезирээк тазалайт.

Бириктирилиш ар бир импульстун мурунку импульс менен канчалык биригишин билдирет. Бир түздүктүү тазалоо үчүн 50–90% диапазонунда болот. Тымык чоң эмес бириктирилиш сызыктарды пайда кылат; тымык көп болушу беттин ыйыкып кетишине алып келет.

Тозуткучтар менен Байланышуу VS. Негизги Материалдар

Лазер менен тазалоодо борбордук принцип — изилдүү абляция: тозуткучтарды жок кылып, негизги материалга зыян келтирбей турган кубаттуулук. Бул төмөнкүлөргө байланыштуу:

Жутуу контрасы: Лазер энергиясын субстратка караганда кирлеткич дагы жакшы жутушу керек.

Жылуулук өткөрүмдүүлүгү: Жогорку өткөрүмдүүлүктөгү субстраттар (мисалы, мыс, алюминий) жылуулукту тез таратып, заамга учураштын коркунучун азайтат.

Бекемдүүлүк бекемдиги: Жабышкан катмарлар фото-механикалык эффекттер аркылуу жок кылынышы оңой, ал эми мыкты жабышкан капталдар жогорку чейинки же бир нече өтүүнү талап кылат.

Лазер менен тазалоо ар бир колдонуу үчүн эске алуу менен так калайбрленүү керек: кирлеткичтин калыңдыгы, түзүлүшү жана байланыш бекемдиги, ошондой эле субстраттын сезгичтиги.

Лазер менен тазалоо лазер жана материал арасындагы өз ара аракет физикасына негизделген жогорку деңгээлде башкарылган процесс. Бул техникалаштыруу кирлеткичтерди буландыруу үчүн жылуулук энергиясына таянып, же аларды чыгарып жиберүү үчүн механикалык шоктук толкундарды колдонуп, эң жогорку тактыкты камсыз кылат. Анын ийгиби әр бир конкреттүү материал комбинациясына ылайык лазер параметрлерин өзгөртүүгө жана беттин бүтүндүгүн сактоо менен кирлеткичтерди жоготууну максималдаштырууга байланыштуу. Фото-жылуулук жана фото-механикалык механизмдерди билип, узундугу, импульстун энергиясы жана дарагынын өлчөмү сыяктуу параметрлерди кадамдаштыруу аркылуу лазер менен тазалоо индустриялык жана өзгөчө колдонулуштардын туурасынан кеңири колдонулушу мүмкүн.